发光玻璃转换屏空间分辨率研究

根据康普顿散射原理 ,建立了康普顿散射导致发光玻璃屏模糊的简化模型 ,并通过数值模拟计算 ,给出了转换屏厚度对屏空间分辨的影响 ,数值计算结果与 1 2 Me V加速器上发光玻璃屏空间分辨率的实验测量值基本吻合。     

基于ZnO:In纳米棒阵列的X射线闪烁转换屏制备与性能研究

为了满足高能物理和核物理领域在探究一些超快物理事件时,对兼顾高时间和高空间分辨的X射线闪烁转换屏的迫切需求,本文利用磁控溅射和水热反应法制备了ZnO:In纳米棒阵列X射线闪烁转换屏,并对其进行氢气氛下的等离子处理优化其闪烁发光性能.X射线激发发射谱显示ZnO:In纳米棒阵列具有395 nm的紫外发光和450—750 nm的可见发光两个发光峰,同时表明氢气氛等离子体处理可显著增强ZnO:In纳米棒阵列的紫外发光,抑制其可见发光.发光衰减时间测量表明,ZnO:In纳米棒阵列紫外发光衰减时间在亚纳秒级,其可见发光衰减时间在纳秒级,两者均可满足高时间分辨的X射线探测需求.在上海同步辐射光源的X射线空间分辨率测试表明,在能量为20 keV的X射线光束辐照下,厚度为12μm的ZnO:In纳米棒阵列作为X射线闪烁转换屏可达到1.5μm的系统空间分辨率.本研究表明利用ZnO:In纳米棒阵列作为X射线闪烁转换屏是实现兼顾高时间和高空间分辨的X射线探测与成像的一种可行方案.     

新型掺Tb3+硅酸盐发光玻璃的研制

在数字X射线成像系统中使用的X光-可见光转换屏具有相当重要的作用，其性能直接影响成像系统的性能。针对特殊用途开发了一种新型掺Tb^3 硅酸盐发光玻璃转换屏，可用于30MeV的γ光子的成像探测；在低能X光(100keV)作用下的空间分辨能力与301型发光玻璃相当，而在能量高达12MeV的X光的照射下，其空间分辨能力不低于1．5lp／mm，发光效率约为301型发光玻璃的3倍。并对其性能进行了实验研究，相应的测量结果为：SiO2的质量分数达到50％以上时才能得到玻璃性质较好的材料．并使发光性能得到提高，BaO和Cs2O的质量分数接近相等的条件下，Tb^3 离子的质量分数为10．5％时发光性能最好；适量的Gd^3 离子可以敏化Tb^3 发光，也能增加玻璃密度，而Ce^3 离子可以降低发光的余辉；其它的微量元素则主要影响玻璃的熔融温度。     

基于Hadamard优化矩阵的多分辨显微关联成像研究

为满足显微成像领域的多样化需求,解决实际应用中成像质量与成像时间之间的矛盾,提出一种基于数字微镜器件的多分辨显微关联成像方法.该方法利用LED光源作为背景照射光源,对科研级荧光正置显微镜原光路改装设计为关联成像光路,采用多分辨Hadamard优化矩阵作为数字微镜器件的预置图样,实现了生物组织样品的连续多分辨成像.实验结果表明,多分辨显微关联成像系统的分辨率可达218 nm,单组测量后可同时输出8组不同分辨率图像,能够根据实际应用中不同图像质量需求选择不同的分辨率,减少成像时间和存储空间,极大地提高了显微成像的灵活性.这种新型多分辨显微关联成像方法可以扩展至细胞筛选、细胞实时成像等领域,对推动关联成像在细胞和生物组织显微成像领域的应用具有重要意义.     

硬X光光电成像系统面密度分辨能力

 针对基于将X光转换成可见光接收的硬X光光电成像系统,研究了系统面密度分辨能力的理论模型,获得了系统面密度分辨能力的上下限的表达式;建立了对硬X光成像系统对面密度分辨能力的测量方法。利用自制面密度分辨率板,实验测量了由射频X光机、转换屏、光纤锥耦合和CCD相机组成的硬X光光电成像系统在不同照射量下的面密度极限分辨能力的上下限值。实验结果与理论分析模型分析趋势一致,在未饱和条件下面密度分辨力上限随着照射量的增加而不断增加,而面密度分辨力下限随着照射量的增加将减小。     

基于人眼视觉的集成成像三维显示分辨率的比较

为了对不同集成成像系统三维显示应用中的视觉分辨效果进行表征, 提出了一种基于人眼视觉的集成成像三维显示分辨率的分析比较方法. 通过分析集成成像三维显示系统的分辨率与人眼在最佳显示观看距离下分辨本领的关系, 定义了相对分辨率参数, 分析了其与集成成像三维显示实际观看时视觉分辨效果的关系. 研究结果表明, 透镜阵列的大小对集成成像三维显示的视觉分辨效果有重要的影响. 针对两个系统实例的理论计算结果表明, 系统间的相对分辨率参数差异是传统分辨率差异的1.75倍, 实验结果与理论分析一致. 该研究方法对三维显示分辨率的评价有一定的指导意义.     

扫描显微系统中各组元对成像的影响

利用光强点扩散函数讨论扫描显微探测系统中各组无形状对成像的影响。由光源和探测器的讨论得出共焦成像术具有最高横向分辨率的结论，阐明共焦系统中透镜（环瞳和方瞳）对成像的影响，并与圆瞳进行比较，得到最佳系统匹配方法。     

压缩感知光谱成像技术的编码孔径与探测器匹配优化

编码孔径光谱成像仪在实际应用中存在着编码模板与探测器分辨率不匹配从而降低系统分辨率的问题。针对该问题进行了两种情况分析,并通过数学理论建模给出了相应的解决方案。对于编码模板分辨率高于探测器分辨率这一情况,提出引入邻域嵌入超分辨技术的方法,实现了基于压缩感知的超分辨光谱成像。对于编码模板分辨率低于探测器分辨率这一情况,提出区块阈值划分的编码孔径,将编码微元按照区块阈值重新划分并进行灰度分级,从而实现低分辨率编码模板的高分辨率编码孔径。利用梯度投影稀疏重构(GPSR)算法进行数据立方体重建,实验结果表明:运用基于超分辨理论的编码孔径快照光谱成像系统所测得的光谱图像更精准,内容更丰富;采用基于区块阈值划分的编码孔径的编码孔径快照光谱成像系统具有更高的空间分辨率和光谱分辨率。结果证实优化后的编码孔径快照光谱成像系统,其分辨率和成像质量大幅度提升,并实现了高分辨率元件的100%利用。     

用于高能X光转换的掺Tb3+硅酸盐发光玻璃性能研究

在高能的数字X射线成像系统中使用的X光-可见光转换屏具有相当重要的作用,直接影响成像系统的性能。针对特殊用途研制的一种掺Tb^3 硅酸盐发光玻璃转换屏．可用于能量高达30McV的γ光子的成像探测：在百keV级的低能X光作用下的空间分辨力与301型发光玻璃相当．而在能量高达12MeV X光的照射下,其空间分辨力不低于1．51p／mm,发光效率约为301型发光玻璃的3倍．并对发光玻璃的相关性能与其组成进行了实验研究,给出了相应的测量结果。     

光子集成干涉成像机理和空间频谱覆盖研究

光子集成干涉成像系统具有体积小、质量轻、能耗低、分辨率高的成像特性,有望取代传统大口径望远镜实现远距离探测。研究了光学干涉探测成像原理,建立了空间目标干涉图像复原模型。研究了微透镜阵列排布对成像质量的影响,提出了微透镜阵列设计方法。研究了光学相干基线匹配对空间目标频谱覆盖的影响,提出了能够高效覆盖高、中、低频谱的相干基线匹配方法。最后,比较了不同的微透镜阵列排布和干涉基线匹配方式下目标图像仿真复原效果。结果表明,所提微透镜阵列排布方式和干涉基线匹配方法能够提升空间目标频谱覆盖,提高目标图像复原质量。     

新颖透射式分辨率板

回顾国内目前常的ＷＴ１００５－６２透射式分辨率板的情况，指出该分辨率板所存在的缺陷。在此基础上，引入一种国外普遍使用的新颖的透射式分辨率板，并简单介绍的性能和应用情况。     

Performance testing of a long-strip two-end readout multi-gap resistive plate chamber

Multi-gap Resistive Plate Chamber (MRPC) is a new generation of gas detector with good tim-ing and spacial resolution, whose technique is widely applied in some recent high energy (nuclear) physics experiments. In this letter, we report a long-strip two-end readout MRPC and its test beam performance. The measurements show that the long-strip performs a transmission line characteristic and the impedance is independent of the length of strip. The MRPC module we developed is presented to gain a timing resolution of～80 ps and a spacial resolution of ～6.4 mm. The possible application of the MRPC is also discussed.     

Performance testing of a long-strip two-end readout multi-gap resistive plate chamber

Multi-gap Resistive Plate Chamber （MRPC） is a new generation of gas detector with good timing and spacial resolution, whose technique is widely applied in some recent high energy （nuclear） physics experiments. In this letter, we report a long-strip two-end readout MRPC and its test beam performance. The measurements show that the long-strip performs a transmission line characteristic and the impedance is independent of the length of strip. The MRPC module we developed is presented to gain a timing resolution of -80 ps and a spacial resolution of -6.4 mm. The possible application of the MRPC is also discussed.     

铅-闪烁光纤夹层电磁量能器的角分辨研究

深入讨论了如何提高铅--闪烁光纤夹层电磁量能器角分辨的分析方法. 用MC方法模拟量能器对不同能量光子事例的响应, 得到了量能器电磁簇射位置测量误差函数; 通过量能器束流测试数据分析, 证明用每层所有测量单元计算该层重心、所有18层做方向重建、并运用误差函数来拟合入射方向, 能够从分析角度显著地改善量能器的角分辨.     

A digital image analysis method for diagnostic ultrasound calibration

Acoustic test objects are commonly used for quality assurance testing of diagnostic ultrasound machines. However, the accompanying calibration protocols rely heavily on the judgment of the sonographer, are dependent on machine settings and are semi-quantitative. In the current study, two unique test objects and protocols were designed to quantitatively determine diagnostic ultrasound parameters, namely axial resolution and geometric uniformity, and lateral resolution and geometric uniformity of the ultrasound field. The effect of focal zone, signal gain, and distance from the ultrasound probe on these parameters was assessed. The investigation was performed using a typical low-frequency diagnostic unit equipped with a 7.5 MHz linear pulse–echo probe. Results underline the need to ensure that sensitivity of routine testing regimes is adequate for the measurements to be made. This study is a preliminary part of a larger project developing an ultrasound technique to be used as an engineering design tool in a non-clinical industrial setting for quality assurance testing of total knee replacements immersed in water.     

Timing characteristics of the scintillation response of Gd3Al2Ga3O12:Ce and Gd3Al2.6Ga2.4O12:Ce single crystal scintillators

The timing characteristics of scintillation response of Czochralski-grown Gd₃Al₂Ga₃O₁₂:Ce and Gd₃Al_2.6Ga_2.4O₁₂:Ce single crystals were compared. The photoelectron yield, scintillation decay times, and coincidence time resolution were measured. At 662 keV γ-rays, the photoelectron yield of 6200 phe MeV⁻¹ obtained for Gd₃Al₂Ga₃O₁₂:Ce is higher than that of 4970 phe MeV⁻¹ obtained for Gd₃Al_2.6Ga_2.4O₁₂:Ce, while an inferior energy resolution of the former (7.2% vs. 5.6%) is observed. Scintillation decays are approximated by sum of exponentials with the dominant fast component decay time and its relative intensity of 89 ns (73%) for Gd₃Al₂Ga₃O₁₂:Ce and 136 ns (69%) for Gd₃Al_2.6Ga_2.4O₁₂:Ce. The coincidence time resolution obtained for Gd₃Al₂Ga₃O₁₂:Ce is superior than that of Gd₃Al_2.6Ga_2.4O₁₂:Ce. The normalized time resolution was also discussed in terms of a number of photoelectrons and decay characteristics of the light pulse.     

X射线皮秒变象管扫描相机时空分辨率测量

X射线皮秒变象管扫描相机是一种应用变象管技术测量X射线波段脉冲辐射而能达到皮秒级时间分辨率和微米级空间分辨率的时空测试系统,是高功率激光打靶产生等离子体诊断的有力工具。时间分辨率和空间分辨率是X射线皮秒变象管扫描相机最基本的性能参数。这些参数的测量有其不同于可见光扫描相机的特殊性。     

超快电子衍射系统的时间空间分辨能力研究及其优化

超快电子衍射技术是研究物质瞬态结构变化及超快结构动力学的有效手段.研制了国内第一套同时具有超快时间分辨及超高空间分辨能力的超快电子衍射系统,并研究了在该超快电子衍射系统上实现超快时间分辨及超高空间分辨能力的技术手段及其优化方法.实验结果表明：经过优化后该系统可以具有优于500 fs的时间分辨能力,其空间分辨能力达到0.04%的衍射峰位置变化,对应的晶面变化为0.0005?.该系统可以为实时测量超快光脉冲激发的物质瞬态结构变化,特别是为研究晶体材料的超快动力学行为提供了强有力的实验工具. 关键词： 超快电子衍射 空间分辨 时间分辨     

Scintillation timing characteristics of (La,Gd)2Si2O7:Ce and Gd2SiO5:Ce single crystal scintillators: A comparative study

The scintillation timing characteristics of (La,Gd)₂Si₂O₇:Ce (GPSLa23.5%:Ce) single crystal were studied and compared with Gd₂SiO₅:Ce (GSO:Ce) single crystal. The photoelectron yield, scintillation decay times and coincidence time resolution were measured. At 511 keV γ-rays, the photoelectron yield of 10,770 ± 500 phe MeV⁻¹ and energy resolution of 5.4 ± 0.2% obtained for GPSLa23.5%:Ce are much better than those of 3350 ± 160 phe MeV⁻¹ and 7.8 ± 0.3% obtained for GSO:Ce. The scintillation decay time profile was measured by the time-correlated single photon counting technique using a fast-slow coincidence setup. In both materials the comparable rise times of several nanoseconds are present. The fast component decay time of 56 ns with relative intensity of 49% obtained for GPSLa23.5%:Ce is inferior to that of 32 ns(88%) obtained for GSO:Ce. Consequently, the coincidence time resolution of GPSLa23.5%:Ce is slightly worse than that of GSO:Ce. The normalized time resolution was also discussed in terms of a number of photoelectrons and decay time of the scintillation pulse.     

BES实验数据离线刻度

概述了北京谱仪(BES)各子探测器的实验离线数据刻度,包括主漂移室、飞行时间计数器、簇射计数器和μ子鉴别器.给出了BES1994年D_s运行期间的探测器运行性能,以及数据质量情况.